(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024071326
(43)【公開日】2024-05-24
(54)【発明の名称】積層型電子部品
(51)【国際特許分類】
H01G 4/30 20060101AFI20240517BHJP
【FI】
H01G4/30 201M
H01G4/30 512
H01G4/30 513
H01G4/30 516
H01G4/30 201N
H01G4/30 201F
H01G4/30 201G
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023018352
(22)【出願日】2023-02-09
(31)【優先権主張番号】10-2022-0151972
(32)【優先日】2022-11-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】594023722
【氏名又は名称】サムソン エレクトロ-メカニックス カンパニーリミテッド.
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人RYUKA国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】グ、シン イル
(72)【発明者】
【氏名】リム、ジン ヒュン
【テーマコード(参考)】
5E001
5E082
【Fターム(参考)】
5E001AB03
5E001AC02
5E001AD02
5E001AD04
5E001AF06
5E001AG02
5E001AH01
5E001AJ03
5E001AJ04
5E082AA01
5E082AB03
5E082BC19
5E082EE04
5E082EE23
5E082EE35
5E082FF05
5E082FG04
5E082FG26
5E082FG46
5E082GG10
5E082HH21
5E082HH43
5E082PP09
(57)【要約】 (修正有)
【課題】積層型電子部品の単位体積当たりの容量を向上させ、耐湿信頼性を向上させる。
【解決手段】積層型電子部品100は、第1方向に対向する第1、第2面、第2方向に対向する第3、第4面、第3方向に対向する第5、第6面を含み、誘電体層及111び内部電極が第1方向に配置された容量形成部Ac、容量形成部の第1方向の一面及び他面に配置されるカバー部112、113、第3方向の一面及び他面に配置されるマージン部を含む本体110、第1外部電極131及び第2外部電極132を含む。カバー部は、第1外部電極と連結される第1-1バッファ層11及び第2外部電極と連結される第1-2バッファ層12を含む。マージン部は、第1外部電極と連結される第2-1バッファ層及び第2外部電極と連結される第2-2バッファ層を含む。第1-1バッファ層と第2-1バッファ層は互いに連結し、第1-2バッファ層と第2-2バッファ層とは互いに連結する。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1方向に対向する第1面及び第2面、前記第1面及び前記第2面と連結され、第2方向に対向する第3面及び第4面、前記第1面から前記第4面と連結され、第3方向に対向する第5面及び第6面を含み、誘電体層及び内部電極が前記第1方向に交互に配置された容量形成部、前記容量形成部の前記第1方向の一面及び他面に配置されるカバー部、及び前記容量形成部の前記第3方向の一面及び他面に配置されるマージン部を含む本体と、
前記第3面上に配置される第1接続部、及び前記第1接続部から前記第1面上の一部まで延びて配置される第1バンド部を含む第1外部電極と、
前記第4面上に配置される第2接続部、及び前記第2接続部から前記第1面上の一部まで延びて配置される第2バンド部を含む第2外部電極と、を含み、
前記カバー部は、前記第1外部電極と連結される第1-1バッファ層及び前記第2外部電極と連結される第1-2バッファ層を含み、前記マージン部は、前記第1外部電極と連結される第2-1バッファ層及び前記第2外部電極と連結される第2-2バッファ層を含み、
前記第1-1バッファ層と第2-1バッファ層とは互いに連結され、前記第1-2バッファ層と第2-2バッファ層とは互いに連結される、積層型電子部品。
【請求項2】
前記第1-1バッファ層、前記第1-2バッファ層、前記第2-1バッファ層、及び前記第2-2バッファ層の平均厚さは、それぞれ0.1μm以上4μm以下である、請求項1に記載の積層型電子部品。
【請求項3】
前記第1-1バッファ層、前記第1-2バッファ層、前記第2-1バッファ層、及び第2-2バッファ層の積層数は、それぞれ1以上3以下である、請求項1又は2に記載の積層型電子部品。
【請求項4】
前記容量形成部の前記第1方向の一面に配置された前記カバー部は、前記第1-1バッファ層と前記第1方向に離隔して配置される第3-1バッファ層をさらに含み、
前記第1-2バッファ層と前記第1方向に離隔して配置される前記第3-1バッファ層をさらに含む、請求項1又は2に記載の積層型電子部品。
【請求項5】
前記第1-1バッファ層及び前記第1-2バッファ層の平均厚さは、前記第2-1バッファ層及び前記第2-2バッファ層の平均厚さより大きい、請求項1又は2に記載の積層型電子部品。
【請求項6】
前記第1-1バッファ層、前記第1-2バッファ層、前記第2-1バッファ層、前記第2-2バッファ層は、Ni、Cu、Pt、Pd及びこれらの合金のうち少なくとも一つを含む、請求項1又は2に記載の積層型電子部品。
【請求項7】
前記第1-1バッファ層、前記第1-2バッファ層、前記第2-1バッファ層、前記第2-2バッファ層はガラスをさらに含む、請求項6に記載の積層型電子部品。
【請求項8】
前記第1バンド部上には第1めっき層が配置され、
前記第2バンド部上には第2めっき層が配置される、請求項1又は2に記載の積層型電子部品。
【請求項9】
前記第1めっき層及び前記第2めっき層はSnを含む、請求項8に記載の積層型電子部品。
【請求項10】
第1内部電極は、第1本体部及び前記第1本体部から前記第2方向に延びて配置される第1リード部を含み、
第2内部電極は、第2本体部及び前記第2本体部から前記第2方向に延びて配置される第2リード部を含み、
前記第1リード部は前記第1外部電極と連結され、
前記第2リード部は前記第2外部電極と連結される、請求項1又は2に記載の積層型電子部品。
【請求項11】
前記第1本体部及び前記第2本体部は、前記容量形成部の前記第3方向の一面及び他面と連結される、請求項10に記載の積層型電子部品。
【請求項12】
前記第1-1バッファ層及び前記第2-1バッファ層の前記第2方向の端は前記第3面と連結され、
前記第1-2バッファ層及び前記第2-2バッファ層の前記第2方向の端は前記第4面と連結される、請求項1又は2に記載の積層型電子部品。
【請求項13】
前記第1接続部上に配置される第1絶縁層及び前記第2接続部上に配置される第2絶縁層をさらに含む、請求項1又は2に記載の積層型電子部品。
【請求項14】
前記第1絶縁層及び前記第2絶縁層はSiを含む、請求項13に記載の積層型電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、積層型電子部品に関する。
【背景技術】
【0002】
積層型電子部品の一つである積層セラミックキャパシタ(MLCC:Multilayer Ceramic Capacitor)は、液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display)及びプラズマ表示装置パネル(PDP:Plasma Display Panel)などの映像機器、コンピュータ、スマートフォン、及び携帯電話などの様々な電子製品の印刷回路基板に装着され、電気を充電又は放電させる役割を果たすチップ型のコンデンサである。
【0003】
現在、電子機器の小型化に伴い、積層型電子部品の小型化及び高集積化への要求も増加している。特に、汎用電子部品として積層セラミックキャパシタ(MLCC:Multilayer Ceramic Capacitor)の場合、薄層、高容量化するための様々な試みがあった。
【0004】
積層セラミックキャパシタの静電容量を向上させるために、誘電体材料又は内部電極の材料を微粒化するか、誘電体層又は内部電極を薄く形成する試みがあった。この場合、静電容量向上の効果を得ることはできるものの、誘電体層の厚さ又は内部電極の厚さの散布を一定に維持しにくく、耐電圧特性を確保しにくいという問題点が発生することがある。
【0005】
このような問題を解決するためには、キャパシタの静電容量の形成に寄与する部分が全部品において占める比重を極大化する必要があり、これを実現するために外部電極が全部品において占める比重を最小化するか、又は内部電極のマージン設計を最小化するなどの方案を考慮することができる。しかし、外部電極が全部品において占める比重又は内部電極のマージン設計を最小化する場合、部品全体の耐湿信頼性が低下するという問題が発生する可能性がある。
【0006】
したがって、積層型電子部品の耐電圧特性に大きな影響を与えることなく、静電容量を向上させるとともに耐湿信頼性の低下を防止することができる構造に対する開発が必要な実情である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明のいくつかの目的の一つは、積層型電子部品の単位体積当たりの容量を向上させることである。
【0008】
本発明のいくつかの目的の一つは、積層型電子部品の単位体積当たりの容量を向上させるために、外部電極が全部品において占める比重を最小化する場合に発生し得る耐湿信頼性の低下を緩和することである。
【0009】
本発明のいくつかの目的の一つは、積層型電子部品の単位体積当たりの容量を向上させるために、外部電極が全部品において占める比重を最小化する場合、外部電極と本体の固着強度が低下する現象を緩和することである。
【0010】
但し、本発明の目的は、上述した内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程でより容易に理解することができる。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の一実施形態による積層型電子部品は、第1方向に対向する第1及び第2面、上記第1及び第2面と連結され、第2方向に対向する第3及び第4面、上記第1~第4面と連結され、第3方向に対向する第5及び第6面を含み、誘電体層及び内部電極が上記第1方向に交互に配置された容量形成部、上記容量形成部の第1方向の一面及び他面に配置されるカバー部、及び上記容量形成部の第3方向の一面及び他面に配置されるマージン部を含む本体と、上記第3面上に配置される第1接続部、及び上記第1接続部から上記第1面上の一部まで延びて配置される第1バンド部を含む第1外部電極と、上記第4面上に配置される第2接続部、及び上記第2接続部から上記第1面上の一部まで延びて配置される第2バンド部を含む第2外部電極と、を含み、上記カバー部は、上記第1外部電極と連結される第1-1バッファ層及び上記第2外部電極と連結される第1-2バッファ層を含み、上記マージン部は、上記第1外部電極と連結される第2-1バッファ層及び上記第2外部電極と連結される第2-2バッファ層を含み、上記第1-1バッファ層と第2-1バッファ層とは互いに連結され、上記第1-2バッファ層と第2-2バッファ層とは互い連結される。
【発明の効果】
【0012】
本発明のいくつかの効果の一つは、積層型電子部品の単位体積当たりの容量を向上させることである。
【0013】
本発明のいくつかの効果の一つは、積層型電子部品の単位体積当たりの容量を向上させるとともに、耐湿信頼性を向上させることである。
【0014】
本発明のいくつかの効果の一つは、積層型電子部品の単位体積当たりの容量を向上させるとともに、外部電極の固着強度を向上させることである。
【0015】
但し、本発明の多様かつ有益な利点及び効果は、上述した内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程でより容易に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【
図1】本発明の一実施形態による積層型電子部品を概略的に示す斜視図である。
【
図3】
図1のII-II'線に沿った断面図である。
【
図4】
図1のIII-III'線に沿った断面図である。
【
図5】本発明の一実施形態による積層型電子部品の内部電極、誘電体層、カバー部が配置された構造を分解して示す分解斜視図である。
【
図6】本発明の一実施形態による積層型電子部品の容量形成部、カバー部、マージン部が配置された本体の構造を分解して示す分解斜視図である。
【
図7】本発明の一実施形態による積層型電子部品の本体を概略的に示す斜視図である。
【
図8】の(a)は、本発明の一実施例による第1内部電極の形状を示す平面図であり、(b)は、本発明の一実施例による第2内部電極の形状を示す平面図である。
【
図9】の(a)は、本発明の一実施例による本体を概略的に示す斜視図であり、(b)は、本発明の一実施例による積層型電子部品を第3方向の中心部で切断した第1方向及び第2方向の断面図である。
【
図10】の(a)は、本発明の一実施例による本体を概略的に示す斜視図であり、(b)は、本発明の一実施例による積層型電子部品を第3方向の中心部で切断した第1方向及び第2方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、具体的な実施形態及び添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形することができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は、通常の技術者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどは、より明確な説明のために誇張することができ、図面上の同じ符号で示される要素は同じ要素である。
【0018】
そして、図面において、本発明を明確に説明するために説明と関係のない部分は省略し、図面に示した各構成の大きさ及び厚さは説明の便宜上、任意に示しているため、本発明は必ずしも図示したものに限定されるものではない。なお、同一思想の範囲内の機能が同じである構成要素については、同一の参照符号を用いて説明する。さらに、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」と言うとき、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。
【0019】
図面において、第1方向は、誘電体層を間に挟んで第1及び第2内部電極が交互に配置される方向又は厚さT方向、上記第1方向と垂直な方向である第2方向及び第3方向のうち、上記第2方向は長さL方向、上記第3方向は幅W方向と定義することができる。
【0020】
図1は、本発明の一実施形態による積層型電子部品を概略的に示す斜視図であり、
図2は、
図1のI-I'線に沿った断面図であり、
図3は、
図1のII-II'線に沿った断面図であり、
図4は、
図1のIII-III'線に沿った断面図であり、
図5は、本発明の一実施形態による積層型電子部品の内部電極、誘電体層、カバー部が配置された構造を分解して示す分解斜視図であり、
図6は、本発明の一実施形態による積層型電子部品の容量形成部、カバー部、マージン部が配置された本体の構造を分解して示す分解斜視図であり、
図7は、本発明の一実施形態による積層型電子部品の本体を概略的に示す斜視図であり、
図8の(a)は、本発明の一実施例による第1内部電極の形状を示す平面図であり、
図8の(b)は、本発明の一実施例による第2内部電極の形状を示す平面図である。
【0021】
以下では、
図1~
図9の(b)を参照して本発明の一実施形態による積層型電子部品100について詳細に説明する。
【0022】
本発明の一実施形態による積層型電子部品100は、第1方向に対向する第1及び第2面1、2、上記第1及び第2面1、2と連結され、第2方向に対向する第3及び第4面3、4、上記第1~第4面1、2、3、4と連結され、第3方向に対向する第5及び第6面5、6を含み、誘電体層111及び内部電極121、122が上記第1方向に交互に配置された容量形成部Ac、上記容量形成部Acの第1方向の一面及び他面に配置されるカバー部112、113、及び上記容量形成部Acの第3方向の一面及び他面に配置されるマージン部114、115を含む本体と、上記第3面3上に配置される第1接続部131a、及び上記第1接続部131aから上記第1面1上の一部まで延びて配置される第1バンド部131bを含む第1外部電極131と、上記第4面4上に配置される第2接続部132a、及び上記第2接続部132aから上記第1面1上の一部まで延びて配置される第2バンド部132bを含む第2外部電極132と、を含み、上記カバー部112、113は、上記第1外部電極131と連結される第1-1バッファ層11及び上記第2外部電極132と連結される第1-2バッファ層12を含み、上記マージン部114、115は、上記第1外部電極131と連結される第2-1バッファ層21及び上記第2外部電極132と連結される第2-2バッファ層22を含み、上記第1-1バッファ層11と第2-1バッファ層21とは互いに連結され、上記第1-2バッファ層12と第2-2バッファ層22とは互いに連結されることができる。
【0023】
本体110は、誘電体層111及び内部電極121、122が第1方向に交互に積層されている。
【0024】
本体110の具体的な形状に特に制限はないが、図示のように、本体110は六面体形状又はこれと類似の形状からなってもよい。焼成過程で本体110に含まれたセラミック粉末の収縮により、本体110は完全な直線を有する六面体形状ではないが、実質的に六面体形状を有することができる。
【0025】
本体110は、第1方向に互いに対向する第1及び第2面1、2、上記第1及び第2面1、2と連結され、第2方向に互いに対向する第3及び第4面3、4、第1及び第2面1、2と連結され、第3及び第4面3、4と連結され、第3方向に互いに対向する第5及び第6面5、6を有することができる。
【0026】
本体110を形成する複数の誘電体層111は焼成された状態であって、隣接する誘電体層111間の境界は走査電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)を利用せずには確認しにくいほど一体化することができる。
【0027】
本発明の一実施形態によると、上記誘電体層111を形成する原料は、十分な静電容量が得られる限り特に制限されない。例えば、チタン酸バリウム系材料、鉛複合ペロブスカイト系材料、又はチタン酸ストロンチウム系材料などを使用することができる。上記チタン酸バリウム系材料としては、BaTiO3系セラミック粉末を含むことができ、上記セラミック粉末の例示として、BaTiO3、BaTiO3にCa(カルシウム)、Zr(ジルコニウム)等が一部固溶した(Ba1-xCax)TiO3(0<x<1)、Ba(Ti1-yCay)O3(0<y<1)、(Ba1-xCax)(Ti1-yZry)O3(0<x<1、0<y<1)又はBa(Ti1-yZry)O3(0<y<1)などが挙げられる。
【0028】
また、上記誘電体層111を形成する原料は、チタン酸バリウム(BaTiO3)などのパウダーに、本発明の目的に応じて様々なセラミック添加剤、有機溶剤、結合剤、分散剤などを添加することができる。
【0029】
一方、誘電体層111の平均厚さtdは特に限定する必要はない。例えば、誘電体層111の平均厚さtdは0.2μm以上2μm以下であってもよい。
【0030】
但し、一般的に誘電体層を0.6μm未満の厚さに薄く形成する場合、特に誘電体層の厚さが0.35μm以下である場合には、積層型電子部品100の信頼性がさらに低下することがある。
【0031】
本発明の一実施形態による積層型電子部品100の場合、誘電体層111の平均厚さtdが0.35μm以下の場合でも、積層型電子部品100の信頼性を確保することができる。すなわち、誘電体層111の平均厚さtdが0.35μm以下である場合に、本発明による信頼性の向上効果がより顕著になり得る。
【0032】
誘電体層111の平均厚さtdは、上記第1及び第2内部電極121、122の間に配置される誘電体層111の平均厚さtdを意味することができる。
【0033】
誘電体層111の平均厚さtdは、本体110の長さ及び厚さ方向(L-T)の断面を1万倍率の走査電子顕微鏡(SEM、Scanning Electron Microscope)でイメージをスキャンして測定することができる。より具体的に、スキャンされたイメージにおいて、一つの誘電体層を長さ方向に等間隔である30個の地点でその厚さを測定して平均値を測定することができる。上記等間隔である30個の地点は容量形成部Acで指定することができる。また、このような平均値の測定を10個の誘電体層に拡張して平均値を測定すると、誘電体層の平均厚さをさらに一般化することができる。
【0034】
本体110は、誘電体層111及び内部電極121、122が第1方向に交互に配置された容量形成部Acを含むことができる。容量形成部Acは、キャパシタの容量形成に寄与する部分であって、誘電体層111を間に挟んで複数の第1及び第2内部電極121、122を交互に積層して形成することができる。
【0035】
容量形成部Acの具体的な形状には特に制限はないが、本体110と同様に六面体形状又はこれと類似の形状からなってもよい。誘電体層111と内部電極121、122の積層及び圧着過程で誘電体層及び内部電極に含まれた材料の相違による収縮挙動の差異により、容量形成部Acは完全な直線を有する六面体形状ではないが、実質的に六面体形状を有することができる。
【0036】
容量形成部Acを外部からの水分の浸透及び衝撃など、外的環境から保護するために、容量形成部Acの第1方向の一面及び他面にはカバー部112、113が配置されることができ、容量形成部Acの第3方向の一面及び他面にはマージン部114、115が配置されることができる。
【0037】
図5を参照すると、カバー部112、113は、上記容量形成部Acの第1方向の一面に配置される上部カバー部112及び上記容量形成部Acの第1方向の他面に配置される下部カバー部113を含むことができる。
【0038】
上記上部カバー部112及び下部カバー部113は、単一の誘電体層又は2つ以上の誘電体層を容量形成部Acの上下面にそれぞれ厚さ方向に積層して形成することができ、基本的に物理的又は化学的ストレスによる内部電極の損傷を防止する役割を果たすことができる。
【0039】
上記上部カバー部112及び下部カバー部113は内部電極を含まず、誘電体層111と同じ材料を含むことができる。
【0040】
すなわち、上記上部カバー部112及び下部カバー部113はセラミック材料を含むことができ、例えば、チタン酸バリウム(BaTiO3)系セラミック材料を含むことができる。
【0041】
一方、カバー部112、113の平均厚さtc1、tc2は特に限定する必要はない。但し、積層型電子部品の小型化及び高容量化をより容易に達成するために、カバー部112、113の平均厚さtc1、tc2は15μm以下であってもよい。本発明の一実施形態による積層型電子部品100の場合、カバー部の平均厚さtc1、tc2が15μm以下の場合でも、積層型電子部品100の信頼性を確保することができる。
【0042】
カバー部112、113の平均厚さtc1、tc2は、第1方向のサイズを意味することができ、容量形成部Acの上部又は下部において等間隔の5個の地点で測定したカバー部112、113の第1方向のサイズを平均した値であることができる。
【0043】
図6を参照すると、上記容量形成部Acの第3方向の一面及び他面にはマージン部114、115が配置されることができる。
【0044】
マージン部114、115は、本体110の第5面5に隣接して配置されたマージン部114と、第6面6に隣接して配置されたマージン部115とを含むことができる。
【0045】
マージン部114、115は、
図3及び
図4に示すように、上記本体110を幅-厚さ(W-T)方向に切断した断面(cross-section)において、第1及び第2内部電極121、122の両端と本体110の境界面との間の領域を意味することができる。
【0046】
マージン部114、115は、基本的に物理的又は化学的ストレスによる内部電極の損傷を防止する役割を果たすことができる。
【0047】
マージン部114、115は、セラミックグリーンシート上にマージン部が形成される箇所を除き、導電性ペーストを塗布して内部電極を形成することにより形成されたものであってもよい。
【0048】
また、内部電極121、122による段差を抑制するために、積層後の内部電極が本体の第5及び第6面5、6に露出するように切断した後、単一の誘電体層又は2つ以上の誘電体層を容量形成部Acの両側面に第3方向(幅方向)に積層してマージン部114、115を形成してもよい。
【0049】
一方、マージン部114、115の平均幅M1、M2は、特に限定する必要はない。但し、積層型電子部品の小型化及び高容量化をより容易に達成するために、マージン部114、115の平均幅M1、M2は15μm以下であってもよい。本発明の一実施形態による積層型電子部品100の場合、マージン部114、115の平均幅M1、M2が15μm以下の場合でも、積層型電子部品100の信頼性を確保することができる。
【0050】
マージン部114、115の平均幅M1、M2は、マージン部114、115の第3方向の平均サイズを意味することができ、容量形成部Acの側面において等間隔の5個の地点で測定したマージン部114、115の第3方向のサイズを平均した値であることができる。
【0051】
内部電極121、122は、誘電体層111と第1方向に交互に配置されてもよい。
【0052】
内部電極121、122は、第1及び第2内部電極121、122を含むことができる。第1及び第2内部電極121、122は、本体110を構成する誘電体層111を間に挟んで互いに対向するように交互に配置され、本体110の第3及び第4面3、4にそれぞれ連結されることができる。具体的に、第1内部電極121の一端は第3面に連結され、第2内部電極122の一端は第4面に連結されることができる。
【0053】
第1内部電極121は第4面4と離隔し、第3面3を介して露出し、第2内部電極122は第3面3と離隔し、第4面4を介して露出することができる。本体の第3面3には第1外部電極131が配置され、第1内部電極121と連結され、本体の第4面4には第2外部電極132が配置されて第2内部電極122と連結されることができる。
【0054】
すなわち、第1内部電極121は第2外部電極132とは連結されず、第1外部電極131と連結され、第2内部電極122は第1外部電極131とは連結されず、第2外部電極132と連結される。したがって、第1内部電極121は第4面4において一定距離離隔して形成され、第2内部電極122は第3面3において一定距離離隔して形成されることができる。
【0055】
このとき、第1及び第2内部電極121、122は、中間に配置された誘電体層111によって互いに電気的に分離されてもよい。
【0056】
本体110は、第1内部電極121が印刷されたセラミックグリーンシートと、第2内部電極122が印刷されたセラミックグリーンシートとを交互に積層した後、焼成して形成することができる。
【0057】
内部電極121、122を形成する材料は特に制限されず、電気伝導性に優れた材料を使用することができる。例えば、内部電極121、122は、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、金(Au)、白金(Pt)、錫(Sn)、タングステン(W)、チタン(Ti)及びこれらの合金のうち一つ以上を含むことができる。
【0058】
また、内部電極121、122は、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、金(Au)、白金(Pt)、錫(Sn)、タングステン(W)、チタン(Ti)及びこれらの合金のうち一つ以上を含む内部電極用導電性ペーストをセラミックグリーンシートに印刷して形成することができる。上記内部電極用導電性ペーストの印刷方法としては、スクリーン印刷法又はグラビア印刷法などを使用することができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0059】
また、内部電極121、122の平均厚さteは特に限定する必要はない。例えば、内部電極121、122の平均厚さteは、0.2μm以上2μm以下であってもよい。
【0060】
但し、一般的に、内部電極を0.6μm未満の厚さに薄く形成する場合、特に内部電極の厚さが0.35μm以下である場合には、積層型電子部品100の信頼性がさらに問題となり得る。
【0061】
本発明の一実施形態による積層型電子部品100の場合、内部電極121、122の平均厚さteが0.35μm以下の場合でも、信頼性を向上させることができる。したがって、内部電極121、122の厚さが平均0.35μm以下である場合に、本発明による効果がより顕著となり、積層型電子部品の小型化及び高容量化をより容易に達成することができる。
【0062】
上記内部電極121、122の平均厚さteは、内部電極121、122の平均厚さteを意味することができる。内部電極121、122の平均厚さteは、本体110の長さ及び厚さ方向(L-T)の断面を1万倍率の走査電子顕微鏡(SEM、Scanning Electron Microscope)でイメージをスキャンして測定することができる。より具体的に、スキャンされたイメージにおいて、一つの内部電極を長さ方向に等間隔である30個の地点でその厚さを測定して平均値を測定することができる。上記等間隔である30個の地点は容量形成部Acで指定することができる。また、このような平均値の測定を10個の内部電極に拡張して平均値を測定すると、内部電極の平均厚さをさらに一般化することができる。
【0063】
外部電極131、132は、本体110の第3面3及び第4面4上に配置される。外部電極131、132は、本体110の第3及び第4面3、4上にそれぞれ配置されて、第1及び第2内部電極121、122とそれぞれ連結された第1及び第2外部電極131、132を含むことができる。
【0064】
本実施形態では、積層型電子部品100が2つの外部電極131、132を有する構造について説明しているが、外部電極131、132の個数や形状などは、内部電極121、122の形態やその他の目的に応じて変更することができる。
【0065】
本発明の一実施形態による
図1を参照すると、第1外部電極131は、上記第3面3上に配置される第1接続部131a、及び第1接続部131aから第1面1上の一部まで延びて配置される第1バンド部131bを含み、第2外部電極132は、第4面4上に配置される第2接続部132a、及び第2接続部 132aから第1面1上の一部まで延びて配置される第2バンド部132bを含む。これにより、外部電極131、132が全体積において占める比重を減らすことができ、積層型電子部品100の単位体積当たりの容量を向上させることができる。
【0066】
本発明の一実施形態のほかにも、外部電極131、132が積層型電子部品100の全体積において占める比重を減らす方法は多様であり得る。例えば、外部電極131、132は、第2面2上又は第5及び第6面5、6上には配置されなくてもよい。
【0067】
外部電極131、132が積層型電子部品100において占める比重を最小化する場合、外部電極131、132によりカバーされていない本体110の領域が増加し、外部からの水分の浸透に対して脆弱となる可能性がある。特に、外部からの水分が容量形成部Acまで浸透すると、積層型電子部品100の機能に致命的な影響を及ぼす可能性がある。また、外部電極131、132が積層型電子部品100において占める比重を最小化する場合、本体110と外部電極131、132との接触面積が減少して外部電極131、132の固着強度が低下する可能性がある。外部電極131、132の固着強度の低下は、本体110から外部電極131、132の剥離を誘発することがあり、剥離による隙間は積層型電子部品100の耐湿信頼性を低下させる更なる要因となる可能性がある。
【0068】
よって、本発明の一実施形態による
図2、
図4、
図5及び
図7を参照すると、カバー部112、113は、第1外部電極131と連結される第1-1バッファ層11及び第2外部電極132と連結される第1-2バッファ層12を含み、マージン部114、115は第1外部電極131と連結される第2-1バッファ層21及び第2外部電極132と連結される第2-2バッファ層22を含み、第1-1バッファ層11と第2-1バッファ層21は互いに連結され、第1-2バッファ層12と第2-2バッファ層22とは互いに連結される。
【0069】
図2を参照すると、カバー部112、113は第1-1バッファ層11及び第1-2バッファ層12を含むことができ、第1-1バッファ層11は第1外部電極131と連結され、第1-2バッファ層12は第2外部電極132と連結される。外部電極131、132を導電性ペーストで塗布した後、焼成して形成する場合、外部電極131、132がカバー部112、113と接する部分は、ペーストの流動性及び焼成収縮により他の部分よりも薄くなる可能性がある。したがって、外部電極131、132とカバー部112、113とが接する部分は、外部から水分が浸透する主な経路となり得る。
【0070】
本発明の一実施形態によると、カバー部112、113は、第1外部電極131と連結される第1-1バッファ層11及び第2外部電極132と連結される第1-2バッファ層12を含むため、外部電極131、132と接する金属成分の面積を向上させることにより、外部電極131、132の固着強度を向上させるだけでなく、外部からの水分の主な浸透経路を遮断し、侵入した水分を吸収して容量形成部Acに水分が到達することを抑制することができる。これにより、積層型電子部品100の外部電極131、132の固着強度及び耐湿信頼性を向上させることができる。
【0071】
図4を参照すると、マージン部114、115は、第1外部電極131と連結される第2-1バッファ層21及び第2外部電極132と連結される第2-2バッファ層22を含む。これにより、上述したカバー部112、113に含まれる第1-1及び第1-2バッファ層11、12と共に外部電極131、132と接する金属成分の面積を向上させることにより、外部電極131、132の固着強度を向上させるだけでなく、外部からの水分の主な浸透経路を遮断し、侵入した水分を吸収して容量形成部Acに水分が到達することを抑制することができる。これにより、積層型電子部品100の外部電極131、132の固着強度及び耐湿信頼性をさらに向上させることができる。
【0072】
一方、
図4を参照すると、第1-1バッファ層11と第2-1バッファ層21とは互いに連結され、第1-2バッファ層12と第2-2バッファ層22とは互いに連結される。これにより、カバー部112、113及びマージン部114、115が外部電極131、132と接する領域又は本体110の焼成収縮により微細構造が脆弱な領域に浸透し得る外部からの水分の移動をより顕著に遮断することができ、容量形成部Acを外部からの水分の浸透から保護する効果がより顕著になり得る。
【0073】
第1-1バッファ層11と第2-1バッファ層21とが互いに連結され、第1-2バッファ層12と第2-2バッファ層22とが互いに連結されるとは、第1-1バッファ層11と第2-1バッファ層21とが一体に連結され、第1-2バッファ層12と第2-2バッファ層22とが一体に連結されることを意味することができる。すなわち、第1-1バッファ層11と第2-1バッファ層21とは、積層型電子部品100の第2内部電極122が存在しない第1方向及び第3方向の断面において四角形状で連結された形状であってもよく、第1-2バッファ層12と第2-2バッファ層22は、積層型電子部品100の第1内部電極121が存在しない第1方向及び第3方向の断面において四角形状で連結された形状であってもよい。これにより、第1内部電極121が第1外部電極131と連結される端部の周辺を、一体に連結された第1-1バッファ層11と第1-2バッファ層12とで囲むことができ、第2内部電極122が第2外部電極132と連結される端部の周辺を、一体に連結された第1-2バッファ層12と第2-2バッファ層22とで囲むことができるため、容量形成部Acを外部からの水分の浸透から保護する効果がより顕著になり得る。
【0074】
第1-1、第1-2、第2-1、第2-2バッファ層11、12、21、22の成分は特に制限されない。但し、外部電極131、132との接着力を向上させるために、外部電極131、132に含まれる導電性金属を含むことが好ましく、外部電極131、132に含まれる導電性金属と合金を形成する金属を含むことも好ましい。例えば、Ni、Cu、Pt、Pd及びこれらの合金のうち少なくとも一つを含むことができる。
【0075】
第1-1、第1-2、第2-1及び第2-2バッファ層11、12、21、22の平均厚さが0.1μm未満の場合、固着強度向上及び耐湿信頼性向上の効果が十分でない可能性がある。第1-1、第1-2、第2-1及び第2-2バッファ層11、12、21、22の平均厚さが4μmを超える場合、カバー部112、113及びマージン部114、115が全部品において占める比重が増加し、積層型電子部品100の単位体積当たりの容量を向上させることが困難である。一実施例では、第1-1、第1-2、第2-1及び第2-2バッファ層11、12、21、22の平均厚さを0.1μm以上4μm以下に調節することにより、固着強度及び耐湿信頼性を同時に向上させることができる。
【0076】
第1-1、第1-2、第2-1及び第2-2バッファ層11、12、21、22の平均厚さを測定する方法は特に制限されない。例えば、積層型電子部品100の第2内部電極122が形成されていない領域又は第1内部電極が形成されていない領域の第1方向及び第3方向の断面において第1方向のサイズ又は第3方向のサイズを測定した平均値であってもよい。第1-1、第1-2、第2-1及び第2-2バッファ層11、12、21、22の平均厚さは、第3方向に等間隔である5個の地点又は第1方向に等間隔である5個の地点で測定した平均値をとることで、さらに一般化することができる。
【0077】
図9の(a)は、本発明の一実施例による本体110'を概略的に示す斜視図であり、
図10の(b)は、本発明の一実施例による積層型電子部品100'を第3方向の中心部で切断した第1方向及び第2方向の断面図である。
【0078】
図9の(a)及び
図9の(b)を参照すると、本発明の一実施形態による積層型電子部品100'の場合、外部電極131、132が第3面及び第4面3、4 上に配置される接続部131a、132a及び接続部131a、132aから第1面1上の一部まで延びて配置されるバンド部131b、132bを含む。一方、一実施例に従って第2面2上には外部電極131、132が配置されない構造の場合、本体110'の第1面1から第2面2に隣接するほど、相対的に外部からの水分の浸透に対してさらに脆弱であるという問題点が発生することがある。
【0079】
本発明の一実施例による積層型電子部品100'の本体110'において、容量形成部Acの第1方向の一面に配置されたカバー部112は、第1-1バッファ層11及び第1-2バッファ層12と第1方向に離隔して配置される第3-1バッファ層31及び第3-2バッファ層32をさらに含むことができる。これにより、相対的に外部からの水分の浸透に対してより脆弱な本体110'の第1面に隣接したカバー部112の領域に第3-1及び第3-2バッファ層31、32を形成することにより、積層型電子部品100の耐湿信頼性を著しく向上させることができる。第3-1バッファ層31は、第1-1バッファ層11と隣接して配置され、第3-2バッファ層32は第1-2バッファ層12と隣接して配置されることができる。また、第3-1及び第3-2バッファ層31、32を容量形成部Acの第1方向の他面に配置されたカバー部113には形成しないことにより、容量形成部Acの単位体積当たりの容量が減少することを最小化することができるため、積層型電子部品100'の単位体積当たりの容量も十分に確保することができる。これと同様の観点から、一実施例では、第1-1及び第1-2バッファ層11、12の平均厚さは、第2-1及び第2-2バッファ層21、22の平均厚さより大きくてもよい。これにより、相対的に外部からの水分の浸透に対してより脆弱な本体110の第1面に隣接したカバー部112に配置された第1-1バッファ層11及び第1-2バッファ層12の厚さを、第2面に隣接したカバー部113に配置された第2-1バッファ層21及び第2-2バッファ層22の厚さより厚くすることにより、積層型電子部品100の耐湿信頼性を向上させながらも単位体積当たりの容量を十分に確保することができる。
【0080】
図10の(a)は、本発明の一実施例による本体110''を概略的に示す斜視図であり、
図10の(b)は、本発明の一実施例による積層型電子部品100''を第3方向の中心部で切断した第1方向及び第2方向の断面図である。
【0081】
図10の(a)及び
図10の(b)を参照すると、本発明の一実施例による積層型電子部品100''の本体110''において、第1-1、第1-2、第2-1及び第2-2バッファ層11、12、21、22の積層数は、1以上3以下であってもよい。第1-1、第1-2、第2-1及び第2-2バッファ層11、12、21、22の積層数が1未満である場合、積層型電子部品100''の耐湿信頼性を向上させることができない。したがって、耐湿信頼性を向上させるためには、第1-1、第1-2、第2-1及び第2-2バッファ層11、12、21、22の積層数を向上させることが好ましい。しかし、第1-1、第1-2、第2-1及び第2-2バッファ層11、12、21、22の積層数が3を超える場合、第1-1、第1-2、第2-1及び第2-2バッファ層11、12、21、22が全部品において占める比重が増加するため、容量形成部Acの比重を十分に確保できず、積層型電子部品100''の単位体積当たりの容量を十分に確保できないという問題が発生する可能性がある。したがって、第1-1、第1-2、第2-1及び第2-2バッファ層11、12、21、22の積層数は、1以上3以下に調節することにより、積層型電子部品100''の耐湿信頼性を向上させながらも単位体積当たりの容量を十分に確保することができる。一方、一実施例による積層型電子部品100''において、第3-1及び第3-2バッファ層31、32が必ずしも必要なものではなく、第1-1、第1-2、第2-1及び第2-2バッファ層11、12、21、22の積層数に応じて含まなくてもよい。
【0082】
一方、外部電極131、132は、金属などのように電気伝導性を有するものであれば、如何なる物質を使用して形成されてもよく、電気的特性、構造的安定性などを考慮して具体的な物質が決定されてもよく、さらに、多層構造を有してもよい。本発明の一実施形態による外部電極131、132は、接続部131a、132a及びバンド部131b、132bを含む。接続部131a、132a及びバンド部131b、132bは、導電性金属及びガラスを含む焼成により形成されてもよく、本体上に焼成電極及び樹脂系電極が順次形成された形態であってもよい。また、電極層は、本体上に導電性金属を含むシートを転写する方式で形成されてもよく、焼成電極上に導電性金属を含むシートを転写する方式で形成されたものであってもよい。
【0083】
接続部131a、132a及びバンド部131b、132bの導電性金属として、電気伝導性に優れた材料を使用することができるが、特に限定されない。例えば、導電性金属は、Ni、Cu、Pt、Pd及びこれらの合金のうち少なくとも一つであってもよい。
【0084】
一実施例において、バンド部131b、132b上にはめっき層141、142が配置されることができ、具体的に、第1バンド部131b上には第1めっき層141が、第2バンド部132b上には第2めっき層142が配置されることができる。めっき層141、142は実装特性を向上させる役割を果たす。めっき層141、142の種類は特に限定されず、Ni、Sn、Pd及びこれらの合金のうち一つ以上を含むめっき層141、142であってもよく、複数の層で形成されてもよい。
【0085】
めっき層141、142に対するより具体的な例として、めっき層141、142は、Niめっき層又はSnめっき層であってもよく、電極層上にNiめっき層及びSnめっき層が順次形成された形態であってもよく、Snめっき層、 Niめっき層及びSnめっき層が順次形成された形態であってもよい。また、めっき層は、複数のNiめっき層及び/又は複数のSnめっき層を含むこともできる。
【0086】
一方、本発明の一実施例では、バンド部131b、132bにめっき層141、142が配置されるため、実装性を確保するための最小限の領域にめっき層141、142を形成することにより、積層型電子部品100の単位体積当たりの容量をさらに向上させることができる。
【0087】
図8の(a)及び
図8の(b)を参照すると、内部電極121、122は、容量形成に直接に寄与する本体部121a、122a及び外部電極131、132との連結性を確保するリード部121b、122bを含むことができる。すなわち、一実施例において、第1内部電極121は、第1本体部121a及び第1本体部121aから第2方向に延びて配置される第1リード部121bを含み、第2内部電極122は、第2本体部122a及び第2本体部122aから第2方向に延びて配置される第2リード部122bを含み、第1リード部121bは第1外部電極131と連結され、第2リード部122bは第2外部電極132と連結されることができる。このとき、第1及び第2本体部121a、122aは、本体110の容量形成部Acの第3方向の一面及び他面と連結されて、第1内部電極121と第2内部電極122の重なり面積を最大化することで、積層型電子部品の単位体積当たりの容量をさらに向上させることができる。
【0088】
一実施例において、第1及び第2接続部131a、132a上には絶縁層が配置されることができる。具体的に、第1接続部131a上には第1絶縁層が配置され、第2接続部132a上には第2絶縁層が配置されることができる。第1及び第2接続部131a、132aは内部電極121、122と連結される部位であるため、めっき工程でめっき液の浸透又は実際の使用時に水分浸透の経路となり得る。本発明では、接続部131a、132a上に絶縁層が配置されるため、外部からの水分の浸透又はめっき液の浸透を防止することができる。絶縁層は第1及び第2めっき層141、142と接するように配置することができる。このとき、絶縁層が第1及び第2めっき層141、142の端を一部覆う形態で接するか、又は第1及び第2めっき層141、142が絶縁層の端を一部覆う形態で接することができる。絶縁層は、第2面上に配置されて、上記第1及び第2接続部131a、132aに延びて配置されることができる。また、絶縁層は、外部電極131、132が第2面に配置されない場合、第2面を全て覆うように配置されることができる。
【0089】
絶縁層は、めっき液耐性に優れたガラス材料、例えば、Siを含むガラス材料を含むことができるが、これに制限されるものではなく、熱収縮による引張応力から積層型電子部品100を保護できる程度の強度を有する物質で構成されてもよい。また、絶縁層は、単一の成分又は複数の成分を含むことができ、さらに好ましくは、本体110又は外部電極131、132との結合力を向上させるために、TiO2、BaTiO3、Al2O3、SiO2、BaOなどから選択された1種以上を添加剤として含むことができる。
【0090】
絶縁層を形成する方法は、成分及び目的に応じて多様であり得る。例えば、絶縁ペーストに対してスキージを使用して塗膜を形成した後、本体110に外部電極131、132を配置して各断面を順次浸漬した後、150℃の温度下で乾燥する方式で形成することができる。また、ゾル-ゲル法(Sol-gel processing)、化学的蒸着法(Chemical Vapor Deposition、CVD)、原子層蒸着法(Atomic Layer Deposition、ALD)などで形成されてもよいが、これらに制限されるものではなく、薄くて均一な絶縁層を形成できる他の方法によっても形成されることができる。
【0091】
(実施例)
下記表1は、比較例と実施例の耐湿信頼性を評価して示したものである。
【0092】
比較例の場合、カバー部及びマージン部にバッファ層が配置されない場合であり、バッファ層が配置されないことを除いては、本発明の一実施形態による本体110及び外部電極131、132と実質的に同じ構成を有する。
【0093】
実施例の場合、本発明の一実施形態による積層型電子部品100のように、カバー部は、第1外部電極と連結される第1-1バッファ層及び第2外部電極と連結される第1-2バッファ層を含み、マージン部は、第1外部電極と連結される第2-1バッファ層及び第2外部電極と連結される第2-2バッファ層を含み、第1-1バッファ層と第2-2バッファ層とは互いに連結され、第1-2バッファ層と第2-2バッファ層とは互いに連結される構造を有する。
【0094】
具体的に、実施例1の場合、第1-1、第1-2、第2-1、第2-2バッファ層の積層数は1であり、実施例2の場合、第1-1、第1-2、第2-1、第2-2バッファ層の積層数は2、実施例3の場合、第1-1、第1-2、第2-1、第2-2バッファ層の積層数は3に該当する。
【0095】
耐湿信頼性の評価は85℃、相対湿度85%で昇圧条件100V/sで48時間の間、電圧を印加して800個のサンプルに不良が発生するか否かを確認した。このとき、最初の絶縁抵抗(IR、Insulation Resistance)値において101倍以上減少するサンプルを不良と判定した。
【0096】
【0097】
比較例の場合、電圧印加時間が12hrを経過すると同時に不良サンプルが発生し、実施例1の場合28hr、実施例2の場合32hr、実施例3の場合36hrを経過すると同時に不良サンプルが発生することが確認できる。特に比較例の場合、電圧印加時間が40hr以上である場合、800個の全てのサンプルにおいて不良が発生することが確認できる。
【0098】
したがって、第3面上に配置される第1接続部、及び第1接続部から第1面上の一部まで延びて配置される第1バンド部を含む第1外部電極及び第4面上に配置される第2接続部、及び第2接続部から第1面上の一部まで延びて配置される第2バンド部を含む第2外部電極の構造を有する積層型電子部品において、カバー部は第1外部電極と連結される第1-1バッファ層及び第2外部電極と連結される第1-2バッファ層を含み、マージン部は、第1外部電極と連結される第2-1バッファ層及び第2外部電極と連結される第2-2バッファ層を含み、第1-1バッファ層と第2-2バッファ層とは互いに連結され、第1-2バッファ層と第2-2バッファ層とは互いに連結される構造を有する実施例の場合がカバー部及びマージン部にバッファ層を含まない比較例の場合よりも耐湿信頼性が著しく向上することが確認できる。
【0099】
また、第1-1、第1-2、第2-1、第2-2バッファ層の積層数が増加するほど、このような耐湿信頼性の向上効果がさらに向上することが確認できる。
【0100】
以上のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述した実施形態及び添付の図面によって限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって限定されるものとする。したがって、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で、当技術分野における通常の知識を有する者によって様々な形態の置換、変形及び変更が可能であり、これも本発明の範囲に属すると言える。
【0101】
また、本発明において使用された「一実施例」という表現は、互いに同じ実施例を意味するものではなく、それぞれ互いに異なる固有の特徴を強調して説明するために提供されたものである。しかし、上記提示された一実施例は、他の一実施例の特徴と結合して実現されることを排除しない。例えば、特定の一実施例に説明された事項が他の一実施例に説明されていなくても、他の一実施例においてその事項と反対又は矛盾する説明がない限り、他の一実施例に関連する説明と理解することができる。
【0102】
本発明において使用された用語は、単に一実施例を説明するために使用されたものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。このとき、単数の表現は、文脈上明らかに異なる意味ではない限り、複数の表現を含む。
【符号の説明】
【0103】
100、100'、100'':積層型電子部品
11、12、21、22、31、32:バッファ層
110、110'、110'':本体
111:誘電体層
112、113:カバー部
114、115:マージン部
121、122:内部電極
121a、122a:本体部
121b、122b:リード部
131、132:外部電極
131a、132a:接続部
131b、132b:バンド部
141、142:めっき層